土木工程材料课件07天然石材

一一岩石的形成与分类二二石材的主要技术性质三三砌筑用石材目录 第七章 天然石材四四建筑饰面石材第一节 岩石的形成与分类 一、火成岩 定义：定义：定义：定义：又称岩浆岩，是由地壳内部熔融岩浆上升冷却而成的岩石。又称岩浆岩，是由地壳内部熔融岩浆上升冷却而成的岩石。又称岩浆岩，是由地壳内部熔融岩浆上升冷却而成的岩石。又称岩浆岩，是由地壳内部熔融岩浆上升冷却而成的岩石。定义：定义：定义：定义：是岩浆在地壳深处，受上部覆盖层的压力作用，缓慢且均匀地冷却是岩浆在地壳深处，受上部覆盖层的压力作用，缓慢且均匀地冷却而成的岩石。而成的岩石。1深成岩 常用种类：常用种类：常用种类：常用种类：花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩2喷出岩 定义：定义：定义：定义：喷出岩为熔融的岩浆喷出地壳表面，迅速冷却而成的岩石。喷出岩为熔融的岩浆喷出地壳表面，迅速冷却而成的岩石。常用种类：常用种类：常用种类：常用种类：玄武岩、安山岩、辉绿岩玄武岩、安山岩、辉绿岩3火山岩 定义：定义：定义：定义：火山岩是火山爆发时岩浆喷到空中，急速冷却后形成的岩石。火山岩是火山爆发时岩浆喷到空中，急速冷却后形成的岩石。常用种类：常用种类：常用种类：常用种类：火山砂、火山灰火山砂、火山灰 二、沉积岩 定义：定义：定义：定义：表岩石经长期风化后，成为碎屑颗粒状，经风或水的搬运，通过沉表岩石经长期风化后，成为碎屑颗粒状，经风或水的搬运，通过沉表岩石经长期风化后，成为碎屑颗粒状，经风或水的搬运，通过沉表岩石经长期风化后，成为碎屑颗粒状，经风或水的搬运，通过沉积和再造作用而形成的岩石称为沉积岩。积和再造作用而形成的岩石称为沉积岩。积和再造作用而形成的岩石称为沉积岩。积和再造作用而形成的岩石称为沉积岩。定义：定义：定义：定义：机械沉积岩是各种岩石风盖层的压力作用下自然胶结而成的岩石。机械沉积岩是各种岩石风盖层的压力作用下自然胶结而成的岩石。1机械沉积岩 常见种类：常见种类：常见种类：常见种类：页岩、砂岩、砾岩页岩、砂岩、砾岩2化学沉积岩 定义：定义：定义：定义：化学沉积岩是岩石中的矿物溶解在水中，经沉淀沉积而成的岩石。化学沉积岩是岩石中的矿物溶解在水中，经沉淀沉积而成的岩石。常见种类：常见种类：常见种类：常见种类：石膏、菱镁矿、白云岩、部分石灰岩石膏、菱镁矿、白云岩、部分石灰岩3生物沉积岩 定义：定义：定义：定义：生物沉积岩是由各种有机体残骸经沉积而成的岩石。生物沉积岩是由各种有机体残骸经沉积而成的岩石。常见种类：常见种类：常见种类：常见种类：石灰岩、硅藻土石灰岩、硅藻土 三、变质岩 定义：定义：定义：定义：岩石由于强烈的地质活动，在高温和高压作用下，矿物再结晶或生岩石由于强烈的地质活动，在高温和高压作用下，矿物再结晶或生岩石由于强烈的地质活动，在高温和高压作用下，矿物再结晶或生岩石由于强烈的地质活动，在高温和高压作用下，矿物再结晶或生成新矿物，使原来岩石的矿物成分及构造发生显著变化而成为一种新的岩石，成新矿物，使原来岩石的矿物成分及构造发生显著变化而成为一种新的岩石，成新矿物，使原来岩石的矿物成分及构造发生显著变化而成为一种新的岩石，成新矿物，使原来岩石的矿物成分及构造发生显著变化而成为一种新的岩石，称为变质岩。称为变质岩。称为变质岩。称为变质岩。一般沉积岩形成变质岩后，其建筑性能有所提高。但是原为深成岩经变质一般沉积岩形成变质岩后，其建筑性能有所提高。但是原为深成岩经变质后产生片状构造，建筑性能反而恶化。后产生片状构造，建筑性能反而恶化。第二节 石材的主要技术性质 一、表观密度 石材的表观密度与矿物组成及孔隙率有关。天然石材根据表观密度可分石材的表观密度与矿物组成及孔隙率有关。天然石材根据表观密度可分为为轻质石材轻质石材轻质石材轻质石材和和重质石材重质石材重质石材重质石材。用途：（用途：（用途：（用途：（1 1）表观密度小于表观密度小于1 800 kg/m3的为轻质石材，一般用作墙体材料；的为轻质石材，一般用作墙体材料；（2 2）表观密度大于表观密度大于1 800kg/m3的为重质石材，可作为建筑物的基础、的为重质石材，可作为建筑物的基础、贴面、地面、房屋外墙、桥梁和水工构筑物等。贴面、地面、房屋外墙、桥梁和水工构筑物等。二、吸水性 石材的吸水性主要与其孔隙率和孔隙特征有关。孔隙特征相同的石材，石材的吸水性主要与其孔隙率和孔隙特征有关。孔隙特征相同的石材，孔隙率愈大，吸水率也愈高。孔隙率愈大，吸水率也愈高。石材吸水后强度降低，抗冻性变差，导热性增加，耐水性和耐久性下降。石材吸水后强度降低，抗冻性变差，导热性增加，耐水性和耐久性下降。三、耐水性 石材的耐水性以软化系数来表示。石材的耐水性以软化系数来表示。分类：（分类：（分类：（分类：（1 1）软化系数大于软化系数大于0.90的石材为高耐水性石材；的石材为高耐水性石材；（2 2）软化系数在软化系数在0.700.90之间的石材为中耐水性石材；之间的石材为中耐水性石材；（3 3）软化系数为软化系数为0.600.70之间的石材为低耐水性石材。之间的石材为低耐水性石材。四、抗冻性 定义：定义：定义：定义：是指石材抵抗冻融破坏的能力，是衡量石材耐久性的一个重要指是指石材抵抗冻融破坏的能力，是衡量石材耐久性的一个重要指标。标。石材的抗冻性与吸水率大小有密切关系。一般吸水率大的石材，抗冻性石材的抗冻性与吸水率大小有密切关系。一般吸水率大的石材，抗冻性能较差。另外，抗冻性还与石材吸水饱和程度、冻结温度和冻融次数有关。能较差。另外，抗冻性还与石材吸水饱和程度、冻结温度和冻融次数有关。标准：标准：标准：标准：石材在水饱和状态下，经规定次数的冻融循环作用后，若无贯穿石材在水饱和状态下，经规定次数的冻融循环作用后，若无贯穿裂缝且重量损失不超过裂缝且重量损失不超过5%，强度损失不超过，强度损失不超过25%时，则为抗冻性合格。时，则为抗冻性合格。五、耐火性 石材的耐火性取决于其化学成分及矿物组成。石材的耐火性取决于其化学成分及矿物组成。六、抗压强度 天然石材的抗压强度取决于岩石的矿物组成、结构、构造特征、胶结物天然石材的抗压强度取决于岩石的矿物组成、结构、构造特征、胶结物质的种类及均匀性等。质的种类及均匀性等。试件：试件：试件：试件：尺寸为尺寸为50 mm50 mm50 mm的立方体。的立方体。七、硬度 等级划分：等级划分：等级划分：等级划分：MUl00、MU80、MU00、MU50、MU40、MU30、MU20、MUl5、MU10 天然石材的硬度以莫氏或肖氏硬度表示。它主要取决于组成岩石的矿物天然石材的硬度以莫氏或肖氏硬度表示。它主要取决于组成岩石的矿物硬度与构造。硬度与构造。岩石的硬度与抗压强度有很好的相关性，一般抗压强度高的其硬度也大。岩石的硬度与抗压强度有很好的相关性，一般抗压强度高的其硬度也大。八、耐磨性 定义：定义：定义：定义：指石材在使用条件下抵抗摩擦、边缘剪切以及撞击等复杂作用而指石材在使用条件下抵抗摩擦、边缘剪切以及撞击等复杂作用而不被磨损（耗）的性质。不被磨损（耗）的性质。（1）耐磨损性）耐磨损性 耐磨损性以磨损度表示，它是石受摩擦作用，其单位摩擦面积的质量损失的大小。（2）耐磨耗性）耐磨耗性 耐磨耗性以磨耗度表示，它是石材同时受摩擦与冲击作用，其单位质量产生的质量损失的大小。石材的耐磨性与岩石组成矿物的硬度及岩石的结构和构造有一定的关系。石材的耐磨性与岩石组成矿物的硬度及岩石的结构和构造有一定的关系。一般而言，岩石强度高，构造致密，则耐磨性也较好。用于建筑工程中的石一般而言，岩石强度高，构造致密，则耐磨性也较好。用于建筑工程中的石材，应具有较好的耐磨性。材，应具有较好的耐磨性。第三节 砌筑用石材 一、毛石 定义：定义：定义：定义：毛石是在采石场将岩石经爆破等方法直接得到的形状不规则的石毛石是在采石场将岩石经爆破等方法直接得到的形状不规则的石块。块。分类：分类：分类：分类：乱毛石、平毛石乱毛石、平毛石 特性：特性：特性：特性：建筑用毛石一般要求中部厚度不小于建筑用毛石一般要求中部厚度不小于150 mm，长度为，长度为300 mm400 mm，质量约为，质量约为20 kg30 kg，抗压强度应在，抗压强度应在MU10以上，软化系数应大以上，软化系数应大于于0.80。二、料石 定义：定义：定义：定义：是指经人工或机械加工而成的，形状比较规则的六面体石材。是指经人工或机械加工而成的，形状比较规则的六面体石材。分类：分类：分类：分类：毛料石、粗料石、半细料石、细料石毛料石、粗料石、半细料石、细料石 应用：应用：应用：应用：料石根据加工程度可用于砌筑基础、石拱、台阶、勒角、墙体等处。料石根据加工程度可用于砌筑基础、石拱、台阶、勒角、墙体等处。三、广场地坪、路面、庭院小径用石材 分类：分类：分类：分类：石板、条石、方石、拳石、卵石石板、条石、方石、拳石、卵石第四节 建筑饰面石材 一、天然大理石 天然大理石是石灰岩或白云岩在高温、高压等地质条天然大理石是石灰岩或白云岩在高温、高压等地质条件下重新结晶变质而成的变质岩。件下重新结晶变质而成的变质岩。分类：分类：分类：分类：优等品（优等品（A级）、一等品（级）、一等品（B级）和合格品（级）级）和合格品（级）命名与标记：命名与标记：命名与标记：命名与标记：特性：特性：特性：特性：结构比较致密，表观密度结构比较致密，表观密度2 500 kg/m32 700 kg/m3，抗压强度较高，高达，抗压强度较高，高达60 MPa150 MPa，硬度不，硬度不高，莫氏硬度高，莫氏硬度34，耐磨性好而且易于抛光或雕琢加工，耐磨性好而且易于抛光或雕琢加工，表面可获得细腻光洁的效果。表面可获得细腻光洁的效果。荒料产地地名、花纹色调特征描述、大理石；编号、类别、规格尺寸、荒料产地地名、花纹色调特征描述、大理石；编号、类别、规格尺寸、等级、标准号。等级、标准号。用途：用途：用途：用途：适用于纪念性建筑、大型公共建筑（的室内墙面、柱面、地面、适用于纪念性建筑、大型公共建筑（的室内墙面、柱面、地面、楼梯踏步等，有时也可作楼梯栏杆、服务台、门面、墙裙、窗台板、踢脚板等。楼梯踏步等，有时也可作楼梯栏杆、服务台、门面、墙裙、窗台板、踢脚板等。二、天然花岗石 花岗岩是典型的深成岩，是全晶质岩石，其主要成分是石英、长石及少花岗岩是典型的深成岩，是全晶质岩石，其主要成分是石英、长石及少量暗色矿物和云母。量暗色矿物和云母。结构分类：结构分类：结构分类：结构分类：细粒、中粒、斑状结晶结构细粒、中粒、斑状结晶结构 色彩：色彩：色彩：色彩：灰白、黄色、蔷薇色、红色、绿色和黑色灰白、黄色、蔷薇色、红色、绿色和黑色 优点：优点：优点：优点：天然花岗石表观密度大，抗压强度高，吸天然花岗石表观密度大，抗压强度高，吸水率很低，材质硬度大（莫氏硬度水率很低，材质硬度大（莫氏硬度67）耐磨性强。）耐磨性强。所以它是建造永久建筑的高耐久性材料，耐久年限可所以它是建造永久建筑的高耐久性材料，耐久年限可高达高达200多年。多年。用途：用途：用途：用途：在建筑工程中主要用于地面、外墙面、踏步、墩柱、勒脚、护坡在建筑工程中主要用于地面、外墙面、踏步、墩柱、勒脚、护坡等处，也可用作各种雕塑的原材料。等处，也可用作各种雕塑的原材料。分类：（分类：（分类：（分类：（1 1）蘑菇石板蘑菇石板 （2 2）粗面板材粗面板材 （3 3）细面板材细面板材 （4 4）镜面板材镜面板材